La inmunoglobulina E es un tipo de anticuerpo presente exclusivamente en mamíferos [Aveskogh y Hellman, 1998; Vernersson, et al., 2002; Hellman, et al., 2017], circula como un anticuerpo bivalente y normalmente está presente en concentraciones inferiores a 1 pg/mL (representa el 0,002% del total de las inmunoglobulinas circulantes).
En condiciones patológicas, como en las infecciones por helmintos y en la atopia grave, esta concentración puede aumentar por encima de 1000 pg/mL. Es uno de los principales componentes de la hipersensibilidad inmediata [Abbas, et al., 2014]. La IgE sérica tiene una vida media muy corta, entre 2 y 3 días, sin embargo, una vez que se fija a los mastocitos, basófilos o a las células de Langerhans, su vida media aumenta hasta varias semanas. La capacidad de fijación del complemento a la IgE es muy limitada y, si se realiza, se hace mayoritariamente por la vía clásica.
La IgE en humanos se asocia a las superficies mucosas y en particular al tracto respiratorio, aunque se desconoce la existencia de un mecanismo de transporte activo de la inmunoglobulina hacia las superficies mucosas. Sin embargo, los datos de Johansson [Johansson y Deuschl, 1976] son muy significativos, revelando mayores concentraciones de IgE e IgG en muestras de exudados de lavados nasales que en muestra séricas.
La IgE tiene una estructura monomérica y, al igual que todas las inmunoglobulinas, está compuesta por cuatro caderas glicoprotéicas idénticas dos a dos. Las cadenas pesadas o “H” con un peso molecular aproximado de entre 50 y 75 kDa y las cadenas ligeras o “L” con un peso molecular de unos 25 kDa.
La IgE es el isotipo de anticuerpos que contiene la cadena pesada , en contraposición al resto de inmunoglobulinas, IgA, IgG, IgD e IgM cuyas cadenas pesadas son α, γ, δ y µ respectivamente. Hay dos isotipos de cadena ligera, λ y κ, que con independencia de clases y subclases solo presentan un 30% de homología.
Cada una de las cadenas H o L está subdividida en una región amino-terminal variable (V) y una región carboxi-terminal constante (C). Los dominios V, tanto de la cadena pesada como de la ligera, presentan regiones con secuencias relativamente conservadas, denominadas regiones marco (FR) y regiones hipervariables, denominadas regiones determinantes de complementareidad (CDR). Las regiones FR y CDR están intercaladas a lo largo de la región V [Poljak, 1991].
En resumen, se puede decir que los determinantes isotípicos, que se localizan en las regiones carboxi-terminal constantes de las cadenas H y L, clasifican a las inmunoglobulinas en clases y subclases, según los diferentes tipos de cadena H encontrados en humanos.
La asociación entre las cadenas ligera y pesada implica tanto interacciones covalentes como no covalentes. Las interacciones covalentes son puentes disulfuro formados entre residuos de cisteínas del extremo carboxi-terminal de la cadena ligera y del dominio CH1
de la cadena pesada. Las interacciones no covalentes constan principalmente de interacciones hidrófobas entre los dominios VL y VH y entre el dominio CL y CH1 (Figura 3).
Esta asociación de los dominios VL y VH produce una posición espacial tal que cada uno
de los dominios V yuxtapuestos pueden contribuir a la unión del antígeno.
Cada molécula de IgE posee dos regiones de unión al antígeno, llamados Fab (Fragment antigen-binding), que corresponden a los fragmentos de inmunoglobulina formados por una cadena L completa y una porción VH-CH1 de una cadena H. El otro
fragmento de inmunoglobulina es el llamado Fc (Fragment crystallizable), al que se le atribuyen las funciones efectoras de las inmunoglobulinas ya que presenta uno o varios sitios que se enlazan a proteínas del complemento y que es expuesto cuando ocurre la interacción antígeno-anticuerpo [Padlan, 1994; Han, et al., 1995].
La IgE existe, tanto asociada a la membrana de las células B, como de manera libre en el plasma (IgE sérica). La principal función de la IgE es la fijación a sus receptores específicos. Los receptores han sido identificados y clasificados en tres tipos: FcRI; FcRII y BP, cuya distribución es heterogénea (Tabla 4).
El receptor de la IgE mejor estudiado es el FcRI, receptor de alta afinidad, que se expresa constitutivamente en la superficie de los mastocitos y basófilos. La constante de disociación (Kd) del FcRI para la IgE es aproximadamente de 1x10-10M,
esta unión es mucho más fuerte que la de cualquier otro receptor Fc para su ligando.
Por lo tanto, la concentración de IgE sérica, aunque bastante baja si se compara con otros isotipos de inmunoglobulinas en sujetos normales, es suficientemente alta para permitir la unión a los receptores FcRI. Se estima que el número de receptores FcRI de la superficie de los mastocitos puede llegar a los 100.000.
Tabla 4
Receptores de la IgE.
Molécula Denominación Composición Naturaleza de
la unión Tipos celulares FcRI Receptor de alta afinidad Cuatro cadenas polipeptídicas La cadena se une a CH3 Mastocitos Basófilos C. Langerhans FcRII: o CD23 Proteína de membrana de 30 kDa relacionada con la familia de las lectinas C de mamíferos Se une a CH2-4 CD23a en células B CD23b en monocitos Eosinófilos
BP Galectina 3 Lectina de 35 kDa Se une a la cadena por los restos de los carbohidratos Mastocitos Macrófagos Neutrófilos Eosinófilos C. Langerhans
Cada molécula de FcRI contiene cuatro polipéptidos separados, uno , uno y dos cadenas idénticas. Las tres subunidades deben estar presentes para que el receptor se exprese en la superficie celular. La cadena , que media la unión con la IgE, tiene un tamaño de 25 kDa.
Cada cadena del FcRI posee una secuencia hidrófoba de 20 aminoácidos, que se estima que atraviesa una vez la membrana celular, y aproximadamente unos 20 aminoácidos en el extremo carboxiterminal que forman un dominio citoplasmático [Al-Lazikani, et al., 2000]. La cadena del FcRI es un polipéptido de 26 KDa cuya estructura atraviesa la membrana cuatro veces. Ambos, tanto el extremo aminoterminal como el carboxiterminal se localizan en el citoplasma. El extremo carboxiterminal contiene un único motivo de activación del inmunoreceptor vía tirosina (ITAM). Las dos cadenas polipeptídicas idénticas tienen sólo 7 kDa. Cada cadena atraviesa la membrana una sola vez, y cada una contiene un motivo ITAM (Figura 4).
Figura 4. Estructura del receptor FcRI. Modificada de
Abbas, et al., 2014.
El receptor FcRII o CD23 se le conoce como receptor de baja afinidad. Es una proteína de 30 kDa relacionada con las lectinas de tipo C de los mamíferos. En humanos existen dos formas, la a y la b, debido al procesamiento alternativo del ARNm a partir del mismo gen. El receptor CD23a es específico de las células B y se expresa constitutivamente. El receptor CD23b es inducido por la IL-4 en una gran variedad de células hematopoyéticas y en las células epiteliales. El CD23b media la fagocitosis dependiente de los anticuerpos IgE en los macrófagos. Tanto el CD23a como el CD23b pueden funcionar como moléculas de adherencia en el tráfico celular.
El tercer tipo de receptor BP o Galectina 3 es otro receptor de baja afinidad. Es una lectina de 35 kDa. No es un receptor transmembrana, sino que se encuentra presente en el citoplasma de los fagocitos mononucleares y de otras células, y puede participar en la muerte mediada por macrófagos.